[發(fā)明專利]一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910093373.7
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN102032837A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 閻華;戴長軍;何長江
• 申請（專利權）人: 北京華夏英藍科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F28G3/10
• 分類號: F28G3/10;F28G15/02
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種應用于管殼式換熱器、熱交換反應器等傳熱設備中傳熱管內防污除垢和強化傳熱的內插元件，特別是涉及一種利用傳熱管內流體作為動力的傳熱管內自清潔強化傳熱的扭帶。

背景技術

在火電、核電、石油、化工、冶金、食品、制藥、輕工、船舶動力和航空航天等領域都要應用到大量的換熱器、熱交換反應器等傳熱設備，但傳熱管道內壁積污結垢的問題普遍存在，使傳熱性能降低變差，同時流體輸送阻力增大，甚至造成管道堵塞；管壁污垢不僅會帶來腐蝕泄漏的安全隱患，而且因傳熱效率大幅度降低而造成嚴重的能源浪費，因此通常需要定時地采取停產清洗的被動措施；為此，多年來人們一直在研究發(fā)明不需停機的在線式自動防污除垢和強化傳熱的方法和裝置。在眾多的防污除垢方法中，螺旋扭帶法是一種利用流體動能實現(xiàn)在線自動除垢和強化傳熱的方法，美國專利US?4174750和中國專利文獻CN2214239Y都公開了一種傳熱管內的清洗裝置，它包括傳熱管、管內旋轉清洗元件螺旋扭帶、螺旋扭帶在傳熱管的進液端的固定裝置。螺旋扭帶在管內傳熱流體的帶動下自轉，刮掃管內壁的污垢，具有在線、自動、連續(xù)清洗防垢的功能；由于螺旋扭帶的導流作用使液體作螺旋線流動，對管內流體流動有一個擾動作用，使管內傳熱得到強化。螺旋扭帶的主要缺點是：1)端部轉動軸承壽命短；2)螺旋扭帶對傳熱管內壁存在嚴重的刮磨；3)工作過程中需要較大的驅動力矩；4)場協(xié)同強化傳熱效果不顯著。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是設計一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，在保持自清潔性能的同時，進一步強化傳熱，提高入液口軸向定位裝置的壽命，減少螺旋扭帶對管壁的嚴重刮擦磨損，同時增強了螺旋扭帶的強度。

本發(fā)明解決上述問題采用的技術方案是：一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，它包括螺旋扭帶和軸向定位裝置，軸向定位裝置由支撐架和磁鐵定位裝置組合而成，磁鐵定位裝置由心部錐形磁體和外部錐形套磁體組成，所述支撐架固定安裝在傳熱管的入液端，外部錐形套磁體與支撐架固定，心部錐形磁體的極性與外部錐形套磁體的極性相同，螺旋扭帶一端設置有芯軸，芯軸穿過支撐架、外部錐形套磁體，心部錐形磁體固定在芯軸上。

本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，其螺旋扭帶旋轉中心軸向可嵌有增強骨架軸線芯，增強骨架軸線芯伸出螺旋扭帶的部分作為芯軸。

本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，所述螺旋扭帶的增強骨架軸線芯可以是實心鋼絲、鋼絲繩、塑料繩或纖維增強塑料繩。

本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，所述螺旋扭帶和支撐架可以由陶瓷、金屬、高分子材料或者高分子基復合材料制作。

本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，心部錐形磁體與芯軸的固定方式是鉚接、鉸接、粘連或螺紋連接。

本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，螺旋扭帶的邊緣加工成導向結構，導向結構可以是倒角或圓弧，螺旋扭帶旋轉時，導向結構與傳熱管管壁形成的類似滑動軸承那樣的楔形結構。

本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶，螺旋扭帶表面設置有突起、凹槽或通孔等徑向導流結構。

本發(fā)明的有益效果是：1、螺旋扭帶入液口處固定采用磁懸浮方式，磁懸浮結構為圓錐形式，磁力表現(xiàn)為一個軸向合力，軸向合力與螺旋扭帶軸向拉力形成反力從而對螺旋扭帶進行軸向定位，圓錐形式使得心部錐形磁體、增強骨架軸線芯與支撐架不直接接觸，降低了螺旋扭帶的旋轉阻力，解決了螺旋扭帶入液口定位處因接觸力大造成的磨損嚴重的問題，提高了現(xiàn)有螺旋扭帶入液口定位裝置的使用壽命；2、螺旋扭帶的邊緣加工成導向結構，使得螺旋扭帶與管壁接觸為楔形或弧線平滑過渡，在保證螺旋扭帶對污垢沉積的抑制和清掃作用的同時，減小了螺旋扭帶對管壁的刮擦作用；3、導流結構進一步擾動流體的流動，增加流體的徑向流和湍流度，促進主流體和邊界層流體的混合，場協(xié)同作用強化傳熱效果更好；4、螺旋扭帶旋轉中心軸向有增強骨架軸線芯，提高了螺旋扭帶的強度。

傳熱設備運行時，工作液體經過支撐架進入傳熱管，推動螺旋扭帶旋轉，從而對傳熱管內壁粘附物進行清掃；對管內介質流場進行擾動，形成有利于強化傳熱的湍流，破環(huán)了液體邊界層，抑制了污垢形成的條件。根據(jù)實際應用需要，也可以在螺旋扭帶上加工徑向導流結構，從而進一步擾動流體的流動，增加流體的徑向流和湍流度，提高強化傳熱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明一種傳熱管內自清潔強化傳熱的磁懸浮螺旋扭帶的截面結構示意圖。